Role of polymorphic variants of the prion protein on the resistance-susceptibility to prion infection

Resumen

Un acontecimiento fundamental en la patogénesis de las Encefalopatías Espongiformes Transmisibles (EETs) es el cambio conformacional de la proteína priónica celular (PrPC) en una proteína priónica patógena (PrPSc) que es capaz de autopropagarse mediante la conversión de más PrPC en PrPSc. Es bien sabido que ciertos cambios aminoacídicos en la secuencia de la PrPC así como las cepas de priones pueden modular la eficiencia de conversión de la PrPC.El objetivo principal de esta tesis es mejorar nuestra comprensión de los mecanismos moleculares que gobiernan la sceptibilidad/resistencia a la infección con priones. Para ello, generamos un panel de líneas de ratón transgénico (Tg) que expresan la PrPC de cabra de tipo salvaje (wt) o variantes de la PrPC debidas a cambios puntuales de aa (I/M142, R/H154, R/Q211, Q/K222, Q/R171 y N/K176). Estas líneas Tg fueron desafiadas con varias cepas de priones y sus susceptibilidades se evaluaron y se compararon a fin de determinar el papel individual de cada variante en la susceptibilidad a la infección con priones. En paralelo, realizamos inoculaciones experimentales en cabras que expresaban diferentes polimorfismos de la PrPC con un caso de campo de tembladera clásica o con un aislado de Encefalopatía Espongiforme Bovina (EEB) de cabra y sus resultados se compararon con los obtenidos en los ratones Tg para así confirmar en el huésped natural (cabra) la fiabilidad de nuestros modelos de ratón Tg.Los ratones de cabra Wt-Tg501 replicaron todos los aislados de tembladera y EEB inoculados manteniendo sus propiedades ioquímicas lo que indica que esta línea es un buen modelo para el estudiar la susceptibilidad de las cabras y ovejas a diferentes cepas de la tembladera y EEB así como para caracterizar las cepas de priones que afectan a estos rumiantes. Los estudios de transmisión en los ratones Tg que expresan diferentes variantes polimórficas de la PrPC demostraron que la sustitución aa Q/K222 confiere resistencia contra la tembladera clásica y las EEB clásica y EEB-L de vaca pero no contra la tembladera atípica o EEB adaptada a cabra. Además, esta variante proporciona un efecto dominante negativo sobre el alelo wt de cabra que resulta en una menor eficacia de propagación de la tembladera clásica. La sustitución N/K176 confiere alta resistencia a la infección con tembladera clásica y EEB pero no a la tembladera atípica. Por el contrario, la sustitución I/M142 no afecta la replicación de los agentes de tembladera clásica o EEB pero juega un papel determinante en la replicación del agente de la tembladera atípica. Las sustituciones Q/R171 y R/Q211 confieren resistencia a la infección con la tembladera clásica pero no a la tembladera atípica. Por último, el intercambio aa R/H154 parece proporcionar baja o nula resistencia contra la infección con tembladera o EEB.El bioensayo en cabras con un caso de tembladera clásica firmó que la función de la variante M142 es prolongar el tiempo de supervivencia mientras que las variantes H154, Q211 y K222 proporcionan resistencia contra la infección oral con este agente pero no contra la intracerebral (IC). Sin embargo, en comparación con los animales wt, las cabras H154 y Q211 sólo aumentaron moderadamente el período de incubación tras la inoculación IC mientras que la variante K222 mostró una resistencia notablemente alta, pero no absoluta. Por último, las inoculaciones orales de cabras con un aislado de EEB de cabra demostraron que la variante Q211 no protege a las cabras frente a este desafío mientras que la variante K222 disminuye drásticamente la susceptibilidad de las cabras a este agente. El efecto protector proporcionado por la variante K222 contra la EEB en cabras complementa su efecto protector contra la tembladera clásica visto en los estudios en cabras y ratones Tg lo que apoya aún más el uso de esta variante para controlar la transmisión horizontal de ambas enfermedades priónicas en los rebaños de cabra a través programas de cría selectiva.